di  -  martedì 3 febbraio 2009

LEDUn gruppo di scienziati dell’Università di Cambridge ha recentemente individuato un sistema di produzione che permetterebbe, in pochi anni, di abbattere i costi dei diodi LED.

I LED al nitruro di gallio sono molto più efficienti delle lampade a fluorescenza e, sicuramente, più efficienti di quelle ad incandescenza. Si accendono istantaneamente, senza necessitare di un periodo di riscaldamento e posso funzionare per 100.000 ore prima di essere sostituiti (10 volte più delle lampade a fluorescenza e circa 130 volte di più delle lampade ad incandescenza). Inoltre, sono quasi privi di mercurio.

I costi di produzione sono però ancora troppo alti; il problema fondamentale è che il nitruro di gallio, per questioni di temperatura, non può essere “coltivato” su wafer di silicio, per questo attualmente si usano wafer di zaffiro.

La novità sta nel fatto che il team di Cambridge ha sviluppato un sistema per incorporare nei LED alcuni strati di nitruro di gallio e alluminio, cosa che permette di produrre LED su wafers di silicio come molti altri componenti elettronici. Perché tutto questo? Perché, un wafer di silicio da 15 centimetri costa solo 15 dollari e può ospitare 150.000 LED, cosa che abbasserebbe drasticamente il prezzo di ogni singolo componente. Non male vista l’efficienza, l’affidabilità e, soprattutto, i bassi consumi di questi diodi.

Fonte: New Scientist

23 Commenti »

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  • # 1
    massimo m.
     scrive: 

    veramente le “lampadine” a led si trovano gia’, al supermercato, e costano relativamente poco. una dozzina di euro, quando per un neon gia’ si spende di piu’ e consuma di piu’.

  • # 2
    Iro
     scrive: 

    il problema dei led è la temperatura colore molto alta, per renderla più gradevole ocorrerebbe filtrarla con conseguente perdita di intensità, ma magari mi sbaglio e ne sono usciti di nuovi con una bella luce a 5000 k°

  • # 3
    Gianluca
     scrive: 

    Ci sono molte imprecisioni nell’articolo e nei commenti successivi , mi permetto di fare chiarezza .
    Le lampade a LeD sono già una realtà anche se siamo
    agli inizi e le tecnologie permetteranno di immettere prodotti nuovi con un ritmo impressionante .
    Ad oggi la miglior soluzione è una 7w a led che sostituisce un 40 w incandescenza (se parliamo di lampadina).
    La vita teorica di un led è 100.000 ore quella pratica
    (ovvero ingegnerizzata dentro una lampada ) spazia dalle 25.000 ore alle max 60.000 ore .
    la vita di una lampada Fluorescente va dalle 8.000 ore di una risp energetico economica alle 15.000 di una versione professionale .
    Le lampade ad incandescenza hanno una vita che va dalle 1000 ore alle 3000 ore .
    Il limite delle tecnologie led ad oggi è l’efficenza luminosa a parità di potenza ed il vincolo è dovuto allo smaltimento di calore che il led produce e alla Resa Cromatica.
    Concludo dicendo che le lampade a Led ad oggi sono disponibili anche con tenperature di colore diverse
    si va infatti dai 6500°k fino ai 3100 ° K

    Saluti

  • # 4
    Gas
     scrive: 

    @gianluca
    “Il limite delle tecnologie led ad oggi è l’efficenza luminosa a parità di potenza ed il vincolo è dovuto allo smaltimento di calore che il led produce e alla Resa Cromatica.”
    Non sono un esperto e, visto che mi sembri ferrato, ti chiederei un paio di chiarimenti:
    In che senso il limite e’ l’efficienza luminosa a parita’ di potenza ? non e’ il loro punto forte ?
    E non mi e’ chiara nemmeno la questione del calore: non riscaldano molto meno a parita’ di luce erogata ?

    Grazie

    Matteo

  • # 5
    arkanoid
     scrive: 

    er quel che ne so, il problema affligge i LED con elevata densità di potenza. I piccoli led usati per le spie funzionano benissimo con elevati rendimenti, mentre se ci spostiamo sulle potenze dell’ordine del W le cose cambiano e il rendimento cala drasticamente, mi pare di aver letto anche che la causa di ciò non sia ad oggi ben nota.
    E’ un peccato perchè in effetti sebbene le lampadine a led per illuminazione inizino a diffondersi, non apportano quel grande beneficio a livello di consumi che uno si potrebbe aspettare.

  • # 6
    Iro
     scrive: 

    @ gas

    appunto mi sbagliavo, fanno led con temperatura di bianco anche più bassa…ora ti spiego:
    il la luce bianca non è bianca, ovvero non possiede mai tutte le frequenze del visibile ma è sblilanciata o verso il rosso o verso il blu (per semplificare).
    Per poter generare della luce in laboratorio ci si serve di un corpo nero che è circa una palla di particolari materiali che quando vengono scaldati emettono luce, se si riscalda a 3000 kelvin fa una luce rossastra se si riscalda a 7000 kelvin è molto azzurrina quindi si dice una alta temperatura di bianco per i 7000 e viceversa.
    L’equivoco nasce dal fatto che il rosso è emotivamente definito colore caldo e l’azzurro colore freddo quindi una luce arancionina è da te chiamata luce calda ma tecnicamente è una luce “fredda”
    mi sono spiegato?

    per il fatto delal resa energetica non so aiutarti, speriamo ci “illumini” (non potevo esimermi dal fare una battuta così brutta!!) qualcun’altro.

  • # 7
    Alessandro
     scrive: 

    Allora, per quanto riguarda l’efficienza energetica, ci sono led e led. Di solito si distinguono in varie categorie, ma concentriamoci su quelli più adatti all’illuminazione vera e propria (cioè colore bianco in varie gradazioni.)
    Se si cerca un biaco molto “freddo”, cioè superiore ai 6000K, ci sono led in commercio che hanno una efficienza luminosa (100lm/w) superiore alle lampade a fluorescenza (75-60lm/w).
    Se invece si cerca un bianco più “caldo” (3500K), ai led vengono aggiunti dei fosfori che assorbono parte della radiazione e la riemettono ad una frequenza differente, di fatto cambiando il colore di emissione. Queste possono avere efficienze che vanno dai 20 ai 40 lm/w, sempre in costante miglioramento, ma più o meno ci si aggira su quei valori.
    Per quanto riguarda la temperatura, è assolutamente vero che il led “scaldano poco”, perchè assorbono poca potenza, ma è anche vero che producono quel calore in una zona molto ristretta (la parte attiva è molto piccola, una punta di un paio di spilli). Quindi si che il calore prodotto è molto poco, ma la temperatura raggiunta da quel punto è di più di 100°, se il calore non è correttamente smaltito da un efficiente dissipatore (molto importante è la pasta termica usata…).
    La temperatura elevata non solo diminuisce il flusso luminoso prodotto, ma accorcia anche sensibilmente la vita del led, che di solito non si brucia mai, ma appunto produce meno luce. Le 100.000 ore teoriche si riferiscono infatti a quando raggiunge una soglia che mi pare sia del 50% della luminosità originale, se però la giunzione non supera mai una certa temperatura (di solito i 45-50°), cosa direi impossibile da garantire. Diciamo che in una lmapada led ben ingegnerizzata, l’emivita dovrebbe aggirarsi a circa 45-50.000 ore, se la giunzione non supera mai i 65-75°. Teoricamente il led non muore neanche quando la giunzione supera i 125°, ma non aspettatevi che duri poi molto…

  • # 8
    Alessandro
     scrive: 

    PS: “Inoltre sono quasi privi di mercurio”

    Ma sei sicuro? io credo che i LED non ne abbiano minimamente…
    Al massimo le lampade compatte, e quello si che sarà un problema per il loro smaltimento, anche perchè nessuno lo sottolinea chiaramente come vadano smaltite…

  • # 9
    stefano odorico (Autore del post)
     scrive: 

    @Alessandro

    Mi scuso e correggo, togli pure il “quasi” (avevo letto qualche cosa in passato e ho preferito non andarci giù con troppa decisione :)).
    Questo è infatti un problema delle lampade compatte; ok alle lampade “ecologiche” o eco-lampadine, a basso consumo, ma attenzione perchè queste, se non raccolte e smaltite correttamente, possono produrre all’ambiente più danni che benefici. Dopo il passato bando totale del Governo Italiano alle buone vecchie lampade ad incandescenza (ricordate gli incentivi statali?), il vero problema è adesso capire come venga davvero fatto lo smaltimento e se i sistemi di certificazione siano davvero efficaci.

  • # 10
    Dreadnought
     scrive: 

    “I LED al nitruro di gallio sono molto più efficienti delle lampade a fluorescenza e, sicuramente, più efficienti di quelle ad incandescenza.”

    Non concordo con questa affermazione perchè scritta così lascia il tempo che trova e potrebbe trarre in inganno molti lettori che al momento di comprarsi faretti/lampadari a led rimarrebbero molto delusi constatando quanto illuminano poco.

    Non sono d’accordo nemmeno con Alessandro che ha fatto un ottimo post a riguardo, semplicemente perchè non mi tornano alcuni valori.
    Le lampade ad incandescenza hanno si una efficienza luminosa di 60-70lm/W e fin qua ok.
    I LED che arrivano a 100lm/W ed hanno potenze “notevoli” (almeno 1W) non mi pare di trovarli in commercio, sul singolo LED con potenze infime posso comprendere che siano arrivati a rendimenti elevati, ma quando si arriva all’ordine del Watt di potenza mi sembra che l’efficienza scenda a 30-40lm/W, penso proprio per problemi di dissipazione.

    Ok che con un lampadario fatto di tanti singoli led luminosi di scarsa potenza questo problema non si pone, però a questo punto si arriva a costi troppo elevati: tutt’altro che alla portata di tutte le tasche.

    Dico questo perchè ho comprato da un po’ (dopo mesi di ricerche) dei led Eedison Opto da 5W, ma non arrivano a più di 180lm, che fanno 36lm/W.
    Link: http://www.edison-opto.com.tw/
    Anche i Luxeon e altri led Cree con potenze tra 2 e 7W non sono tanto superiori come efficienza.

    Alla meglio ora si trovano Array di led (Edison, Cree, Luxeon) da 40-50lm/Watt, poi c’è da considerare che tutti i led nelle prime 5000 ore di funzionamento calano di un 5-10% di luminosità, per poi andare piano piano al 50% della loro efficienza alle ore indicate nei datasheet riguardo alla loro “vita”.

  • # 11
    StefanoA
     scrive: 

    Anche io sono daccordo con le correzioni al post: è verissimo che i LED hanno potenzialità enormi e già ora alcuni vantaggi importanti (soprattutto il ridotto impatto ambientale e la possibilità di “dosare” la luce con grande precisione).

    Se però parliamo del loro utilizzo semplicemente per illuminare una stanza allora emergono dei limiti ancora seri:
    – a parità di lumen costano ancora parecchio di più delle lampade a fluorescenza
    – per potenze superiori a pochi W creano problemi e costi di realizzazione e dissipazione
    – spesso la luce prodotta non è gradevole quanto le alogene

    La strada è probabilmente questa, ma ci vorranno ancora vari anni prima che possano davvero rimpiazzare le altre sorgenti di luce….

  • # 12
    tom
     scrive: 

    In pratica qualcuno le ha in casa le lampade a led?
    Io ne ho comprate 4 di queste luci, a 60 led, per sostituire gli spotlight alogeni a 50watt…bè è stato un errore…luce bassisima, tendente al verde-azzurro, da qualche parte ho letto che per eguagliare una lampadina da 50w servirebbero 180 led…la lampadina con 180 led si trova a circa 50 eur sulla baia, un pò troppo.

  • # 13
    Massive
     scrive: 

    A me la luce azzurra dei led mi piace più di quella giallastra delle lampade comuni, avete presente i led degli IC Plus?

    Però non sono mai riuscito a trovare un lampadario led che possa sostituire quello attuale, potete dirmi dove comprarne uno abbastanza luminoso?

  • # 14
    Notty
     scrive: 

    allora.. io sto dietro alle lampade a LED da quasi 10 anni ormai.. per motivi professionali e hobby (acquari) seguo con interesse la luce a led.. motivo ?.. ridotte perdite termiche.. lunga durata.. ottima gamma cromatica..

    MA.. trovarne di buoni era un problema notevole.. il colore blu per generare il bianco era un dramma..

    poi hanno scoperto come fare il blu e puff. abbiamo avuto i primi led a 10.000° K.. che andavano bene per .. giocare.. in realtà la loro efficienza luminosa rasentava i 10 lumen watt quando con le HQI si toccavano i 110 … e quindi ciao al beneficio.. visti i costi..

    poi pian piano sono migliorati.. ora ho in casa lampade a LED con angolo di 60° di apertura (lende incorporata nel led) da 5W e 3.000° K .. o 2800.. o 3800.. o 6200… 6600.. 7000 .. ora si che se ne trovano..

    ma ad essere onesti.. una 5W a led puo’ sostituire una 15-20W alogena.. non fa molta più luce.. molto d’effetto.. e alcune si possono anche dimmerare.. ma a prezzi che non vi dico.. una non dimmerabile costa 15 euro.. dura 25 mila ore (15 mila reali..) ha un buon colore.. si alimenta sia a 12V in AC che in DC.. gestisce picchi di 15V ..

    ne sto cercando.. continuamente.. ho parlato con molti produttori.. ma non ci sono possibilità, per ora, di competere con le lampade ad alto rendimento (oltre i 100 lumen/watt) ..

    in futuro forse.. ma oggi non sono di sicuro una scelta intelligente per chi vuole risparmiare e tanto meno per chi vuole fare l’ecologista (a meno di non vivere al buio..)

    p.s. NON comprate quelle lampade fatte con 10-15-30 leds.. sono fesserie.. cercate quelle con i monoled da 1×1 cm .. quadrati.. e da 3W a 7W.. queste funzionano.. ma vanno bene al massimo per una lampada a filamento da 35W .. non di più.. o una ad alto rendimento da 5-7W …

  • # 15
    Dreadnought
     scrive: 

    …ho proprio sostituito 6 lampade alogene da 20W con 6 lampade a led da 5W, la luce che fanno è poco meno delle alogene, i watt sono 1/4, alla fine è un buon tradeoff…

    Il problema è che ho trovato i faretti su ebay a 18 euro, in un negozio li ho visti identici a 35!

    No comments.

  • # 16
    Gianluca
     scrive: 

    Vorrei chiarire alcune dichiarazioni lette in alcuni
    post :
    Efficenza del led (20-36-80-100-lumen/watt etc etc)
    Non è possibile valutare in maniera così semplice
    l’efficenza di un led in quanto il suo comportamento
    varia a seconda delle condizioni di utilizzo all’interno
    del sistema in cui viene ingegnerizzato , in particolare
    il comportamento varia a seconda della corrente con cui viene alimentato che può variare da350 a 700 milliampere
    , alcuni led come i Rebel arrivano a sopportare alimentazioni fino a 1,5 ampere .
    In queste condizioni se opportunamente dissipato il led emette , molta più luce , a discapito naturalmente della vita del led che si riduce drasticamente .
    Valutare la bontà di una lampada led ad oggi è molto difficile per il consumatore abituale , in quanto
    i normali parametri normalmente utilizzati per valutare
    una normale lampada non sono applicabili (vedi ad es. la potenza della lampada ) .
    Occorre al giorno d’oggi verificare l’effettiva quantità
    di luce emessa tramite una prova reale ,il mio consiglio è quello di effettuare la prova prevedendo
    un periodo di accensione e stabilizzazione della sorgente e vedrete ……..le sorprese purtroppo!!
    Lampade da 12 w che dopo 5 minuti di accensione dimezzano il loro flusso a causa di una non corretta
    dissipazione del calore e che fanno la stessa luce di
    una 7w che costa magari + di quella da 12 …..
    Fasci di apertura con le emissioni luminose che i led possono emettere ad oggi , non si possono considerare
    valide soluzioni illuminotecniche quelle che vanno oltre i 45 ° di apertura , le varie proposte a 60°
    sono mere proposte commerciali ……
    Le nuove tecnologie di prossima introduzione vedranno
    l’introduzione della dimmerazione con normali dimmer
    domestici a taglio di fase (in arrivo a Marzo2009)
    e l’introduzione di nuove tecnologie con potenze superiori con rese equivalenti ad una alogena dicroica
    da 50w (dicembre 2009).
    All’inizio del 2010 vedremo l’arrivo di soluzioni Oled
    direttamente applicate su corpi illuminanti.

  • # 17
    Alessandro
     scrive: 

    Avete ragione nel corregermi, ma vi assicuro che led da 100 lm/w ci sono, sono della Seoul P4 e costicchiano. Inoltre sono led che sopportano correnti fino a 1000ma, ma l’efficienza da 100/lm/w la raggiungono con densità d correnti minori, cioè da 350ma.
    Certo, in tutto questo si trascura inoltre due fattori (uno pro e uno contro):
    nel computo si trascura l’alimentazione (elettronica, cmq un minimo di perdita ce l’ha)

    e il fatto che hanno un angolo di illuminamento diverso da quello a 360° delle lampade, che spesso aiuta a illuminare con meno lumen la stessa zona (perchè magari meno lumen sono concentrati in una zona minore).
    Tutto dipende dalle esigenze

    Daltronde se fossero la soluzione non si investirebbe moltissimo negli OLED per illuminazione (cercate OLLA, progetto europeo)

  • # 18
    Sèvero
     scrive: 

    Da profano sto leggendo tutto capendoci + o – i concetti.
    Allora mi sorge un dubbio io da semplice consumatore come faccio a scegliere un alternativa alla classiche lampade ad incandescenza od alogene.
    Almeno prima sapevo che una lampadina da 60W faceva + luce di una una da 40w a meno di una da 100.

    Per caso si trova una tabella di corrispondenza in base alla tecnologia della lampada; insomma per sostituire una lampada da 60w che potenza deve avere una lampada a risparmio energetico piuttosto di una a LED?

    Ciao

  • # 19
    Dreadnought
     scrive: 

    Basta guardare i lumen e l’angolo solido di illuminazione, niente di più e niente di meno.

    Il problema è che manca una legislazione che stabilisca che parametri tecnici scrivere sulle confezioni.

  • # 20
    Togli il tubo fluorescente ed inserisci la lampada a LED - Appunti Digitali
     scrive: 

    […] l’interesse suscitato da un recente post riguardo all’illuminazione LED, vi vorrei segnalare un interessante prodotto della giapponese […]

  • # 21
    Notty
     scrive: 

    gianluca ti riferisci ai sistemi della Philips ?..
    ho visto qualche cosa da un mio fornitore e escono proprio a marzo 2009 :-D

  • # 22
    L’IKEA e l’illuminazione ad energia solare a prezzi…IKEA - Appunti Digitali
     scrive: 

    […] Come si può vedere dal sito ufficiale, molte delle lampade messe in vendita sono per l’illuminazione esterna però, esistono anche alcune opzioni per interni (lampade da tavolo e da pavimento). Tutti i prodotti sono dotati di batteria ricaricabile e le lampade montate sono, ovviamente, a LED. […]

  • # 23
    shaxxl
     scrive: 

    salve a tutti,premetto che io sono un autentico profano in materia,ma avrei una domanda da farvi visto che mi pare ve ne intendiate parecchio.
    io ho un negozio ed un totale di 60faretti alogeni a 12v/35W e vorrei sostituirli con degli analoghi a led…ke fare??certo è che non ho nessunissima intenzione di spendere 40euri cad.!!
    grazie e …qualsiasi suggerimento sarà bene accetto!!

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